In ogni passeggiata nella natura l’uomo riceve molto di più di ciò che cerca. John Muir
La pianura bonificata circostante il lago di Massaciuccoli era in origine interamente coperta da zone palustri, formate dalle antiche foci del Serchio. I terreni palustri residui, localizzati a nord del lago, sono tuttora di ampiezza rilevante (quasi doppia rispetto alla superficie dello specchio d’acqua principale). Tutto il lago e parte della zona palustre sono inclusi nel Parco Naturale di Migliarino – San Rossore, che non è stato in grado di arrestare alcune forme di pesante degrado ambientale.
Il lago è provvisto di un emissario funzionale, il Canale Burlamacca che si getta entro il porto di Viareggio, e di un altro, il fosso della Bufalina, dal quale le acque vengono spinte al mare tramite un impianto idrovoro; gli immissari consistono nel modesto Rio di Quiesa, il canale Barra e soprattutto nei canali di drenaggio delle bonifiche retrostanti la sponda pisana, che apportano acque di cattiva qualità.
Le Balze del Valdarno, conosciute anche come Smotte, sono un geotopo caratteristico, costituite da sabbie, argille e ghiaie stratificate, alte fino a un centinaio di metri, di forme diversificate, intercalate da profonde gole. Queste sono il risultato dell’erosione dei sedimenti pliocenici lacustri del Valdarno Superiore da parte degli agenti atmosferici e dei corsi d’acqua.
Il fondovalle del Valdarno come lo vediamo oggi è il risultato dei fenomeni geologici, avvenuti dopo l’estinzione del Lago pliocenico del Valdarno Superiore. Da questo momento in poi inizia la fase erosiva che continua anche adesso: il reticolo idrografico, formato da un fiume più grande nel fondovalle, l’Arno, e da molti suoi torrenti trasversali più piccoli, ha iniziato a smantellare i sedimenti lacustri accumulati nelle varie fasi e a trasportare questi ultimi più a valle.
La storia di Castelfalfi affonda le sue radici nella civiltà etrusca, 2500 anni fa. Testimonianza della presenza etrusca sono i ritrovamenti di urne funerarie del 135 a.C. presso il Casale I Bianchi; la ricchezza del terreno e l’altitudine di oltre 150 m sul livello del mare erano infatti caratteristiche essenziali per gli insediamenti etruschi. È opinione comuine che il nome Castelfalfi sia una derivazione di Castrum Faolfi o Farolfi, cioè la roccaforte militare di Faolfo, re longobardo che pare abbia fondato il Borgo.
Le prima ed unica prova scritta di tale periodo è una lettera del 754 in cui Walfredo di Ratgauso della Gherardesca cita Castelfalfi in occasione di una donazione alla Badia di Monteverdi in Maremma. Ma se ci fosse stato un errore di trascrizione e il nome fosse invece Fuolfi, significherebbe che il Castello risale al 550-600 d.C. e quindi ad un periodo pre-longobardo, circa 200 anni prima rispetto alla datazione ufficiale.